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Projekt · NFC-Firmware

NFC-Leser mit STM32 und PN7150

Maßgeschneiderte Firmware für STM32-Mikrocontroller in Kombination mit dem NFC-Controller NXP PN7150: Lesen und Beschreiben von Tags, kontaktlose Karten und Kommunikation mit dem Smartphone, bereit für den Einbau in Ihr Produkt.

STM32NXP PN7150NFC · RFID 13,56 MHzI²CC / HAL

Das Projekt

Viele Produkte müssen eine Karte, einen Ausweis oder ein Smartphone erkennen, das an das Gerät gehalten wird: eine Zutrittskontrolle, eine Maschine, die nur für den berechtigten Bediener freigeschaltet wird, ein Automat, ein Gegenstand, der durch die Produktion verfolgt werden soll.

In diesem Projekt haben wir einen STM32-Mikrocontroller von STMicroelectronics mit dem PN7150 von NXP kombiniert, einem vollständigen NFC-Controller mit integrierter Firmware. Der STM32 übernimmt die Anwendungslogik, der PN7150 den gesamten Hochfrequenzteil: Das Ergebnis ist ein kompakter, stromsparender NFC-Leser, der sich leicht in die Platine des Kunden integrieren lässt.

Kurz gesagt: Wir liefern die STM32-Firmware, die den PN7150 ansteuert und Ihrer Anwendung einfach nutzbare Daten liefert (Karten-UID, NDEF-Inhalt, Annäherungsereignisse), bereits auf der realen Hardware getestet.

Der NFC-Controller PN7150

Der PN7150 ist ein NFC-Controller von NXP, der das HF-Frontend und eine interne Firmware nach dem NCI-Standard (NFC Controller Interface) des NFC Forum integriert. Der Mikrocontroller muss das 13,56-MHz-Signal nicht selbst erzeugen: Er sendet Befehle und empfängt Antworten und Benachrichtigungen über einen I²C-Bus.

  • Lesen und Schreiben von NFC-Forum-Tags Typ 1, 2, 3, 4 und 5, MIFARE Classic, ISO/IEC 14443 A/B, ISO/IEC 15693 und FeliCa
  • Kartenemulation: Das Gerät kann sich gegenüber einem Smartphone oder Lesegerät wie eine Karte verhalten
  • Peer-to-Peer für den Datenaustausch mit einem anderen NFC-Gerät
  • Stromsparende Kartenerkennung: Der Leser wartet mit sehr geringem Verbrauch und wacht auf, wenn eine Karte in die Nähe kommt
  • I²C-Host-Schnittstelle mit Interrupt-Leitung (IRQ) und Enable-Pin (VEN)

Aufbau des Systems

Die Hardware ist einfach: wenige Verbindungen zwischen STM32 und PN7150, dazu die Antenne mit ihrem Anpassungsnetzwerk. Die Firmware ist in Schichten aufgebaut, sodass Ihre Anwendung die Details des NCI-Protokolls nicht kennen muss.

AnwendungIhre Logik
STM32StepLab-Firmware
PN7150NFC-Controller
Karte / TagAusweis, Smartphone

Hardware

  • I²C-Bus zwischen STM32 und PN7150
  • IRQ: Der PN7150 meldet dem STM32, dass Daten bereitstehen
  • VEN: Einschalten und Reset des NFC-Controllers
  • Antenne und Anpassungsnetzwerk für die Platine ausgelegt

Firmware

  • I²C-Treiber und Interrupt-Verarbeitung auf dem STM32
  • NCI-Initialisierung und Konfiguration des PN7150
  • Polling, Kartenerkennung und NDEF-Lesen
  • Einfache API für die Anwendung, mit Fehlerbehandlung

Anwendungen

Dieselbe Firmware-Basis passt zu sehr unterschiedlichen Produkten: Es ändern sich nur die Anwendungslogik und die Art der zu lesenden Karte.

Zutrittskontrolle

Öffnen von Türen, Schränken und Durchgängen mit Ausweis oder Smartphone, mit Liste der berechtigten Nutzer.

Maschinenfreigabe

Eine Maschine oder ein Werkzeug startet nur mit der Karte des Bedieners, und jede Nutzung wird protokolliert.

Rückverfolgbarkeit

NFC-Tags an Produkten, Chargen oder Werkzeugen, um sie durch Produktion und Lager zu verfolgen.

Einrichtung per Smartphone

Das Gerät erhält Einstellungen oder zeigt seinen Status, wenn man das Telefon daneben hält, ohne Display oder Tasten.

Ticketing und Prepaid

Lesen kontaktloser Karten und Tickets für Automaten, Zugänge und nutzungsabhängige Dienste.

Hausautomation und IoT

Schnelles Koppeln neuer Geräte und Nahbereichsbefehle zu Hause und in Gebäuden.

So arbeiten wir an Ihrem Projekt

Ob Sie mit einer Idee oder einer bestehenden Platine starten, der Weg ist derselbe: wenige klare Phasen, jede mit einem Anfang und einem Ende.

01

Sammeln Sie Ihre Ideen

Ordnen Sie Ihre Ideen in einer einfachen, vollständigen Übersicht: welche Karten gelesen werden, was passieren soll, welche Prioritäten gelten.

02

Teilen Sie das Projekt in Phasen

Auch wenn Sie spätere Erweiterungen planen, zerlegen Sie das Projekt in kleine Teile: zum Beispiel zuerst das Lesen der UID, dann NDEF und Kartenemulation.

03

Kontaktieren Sie uns

Wenn Ihre Ideen klar sind, schreiben Sie uns: Wir prüfen die Platine, wählen den passenden STM32 und schlagen Zeiten und Kosten für jede Phase vor.

Sie haben schon Hardware? Wir können die Firmware auf Ihrer Platine mit STM32 und PN7150 entwickeln oder Elektronik und Antenne selbst entwerfen. Siehe auch STM32-Firmware-Entwickler und Beispiele und Anwendungen (auf Englisch).

Weiterführende Links

Weitere Projekte

Sehen Sie, was wir noch entwickelt haben

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Brauchen Sie einen NFC-Leser in Ihrem Produkt?

Sagen Sie uns, was er lesen und wie er sich verhalten soll: Wir entwickeln die STM32-Firmware und bei Bedarf die Elektronik mit dem PN7150.